EoW May 2011

artículo técnico

▼ ▼ Figura 9 : Diagrama del endurecimiento mecánico del alambre de acero inoxidable probado Se ha observado la forma de la grieta inicial con un microscopio, y en el análisis FEM se ha modelado un alambre de partida con una grieta de la misma que hablen de las grietas superficiales que se forman durante el trefilado. 8–11 Para este estudio se han usado barras de alambrón que han desarrollado grietas circunferenciales durante la colada y la laminación como alambre de partida para las múltiples operaciones de trefilado. Se han examinado el crecimiento y la eliminación de estas grietas mediante la realización de experimentos y de análisis FEM. Las barras de alambrón de acero inoxidable (SUS304) han sido rayadas mecánicamente en dirección axial usando un torno, y luego, han sido analizadas mediante experimentos y el método FEM. Se ha usado como muestras las barras de alambrón rayadas mecánicamente para obtener grietas en forma de V, cóncavas y en forma de U en dirección circunferencial. Para este estudio se ha usado el software FEM MSC/Marc Mentat 2008 R1. Las Figuras 8 y 9 , y la Tabla 3 muestran respectivamente el modelo usado en el análisis FEM, su constante del material y los parámetros de la grieta en forma de V. Se ha determinado el coeficiente de rozamiento (µ) en 0,05. Además, se ha adoptado un modelo de ejes simétricos para el análisis FEM para acortar los tiempos de cálculo. Se ha cortado una grieta con una profundidad h=0,8mm (8%) en un alambre de 8mm de diámetro y se ha examinado su cambio de forma de manera experimental y mediante análisis después de cada pasada de trefilado. La grieta inicial en el alambre de partida tenía forma de V asimétrica. 4.1 Comparación de los resultados del experimento y del análisis FEM

Drawing direction Dirección del trefilado

C) 2 Pasadas

B) 1 Pasadas

A) Alambre de partida

▲ ▲ Figura 7 : Deformación de la malla después de varios trefilados del alambre con material extraño en la superficie, examinada mediante FEM

Grieta

Hilera

A 1 representa una sección antes y después del procesamiento 0 A

Grieta transversal

Dirección del trefilado

▲ ▲ Figura 8 : Modelo de trefilado del alambre

Aspecto

Nombre

Morfología y características

Marca foliada; la superficie de la barra es frotada hasta eliminarla

Costra

Grieta transversal Grieta perpendicular a la dirección de laminación

Abolladura Grietas en forma de escamas en la superficie

Grieta cóncava debida al rayado en la dirección de laminación Mella debida a presión contra sustancias extrañas como fragmentos de metal

Rayas

Laminada en el material

Sobrellenado Defectos debidos al mellado continuo en la dirección de laminación

▲ ▲ Tabla 2 : Clasificación de las grietas superficiales en el alambrón 7

4 Análisis de un

El material extraño y el alambre están unidos mecánicamente en la zona interfacial. Después de varias operaciones de trefilado, la tensión actúa en la zona interfacial y hace que la partícula se despegue en esa zona, generando un espacio vacío. En este estudio se ha usado el código FEM en tres dimensiones MSC/Marc Mentat 2008r1. Los resultados del análisis FEM son coherentes con los resultados experimentales. Dejando a un lado la posición del material extraño en el alambre (dentro o en la superficie), éste no se deforma debido a su dureza, incluso después de varias operaciones de trefilado. Esto da lugar a un valor de Di/Do alto, que causa un aumento de la tensión y de la probabilidad de rotura del alambre.

alambre trefilado con grietas superficiales

Las grietas superficiales se forman en las barras o alambres durante las operaciones de colada, laminación en caliente o trefilado realizadas de manera incorrecta, durante el transporte, o bien a causa del enrollado incorrecto de los alambres 6 . Las grietas superficiales que se forman en el alambrón durante la laminación ascendente son clasificadas como se indica 7 en la Tabla 2 ; sin embargo, no hay una solución clara para este problema. En este caso concreto, hay pocos estudios

Tensión (MPa)

Deformación

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EuroWire – Mayo de 2011